地鐵車站動力照明系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計與施工技術(shù)研究

0 引言

在地鐵車站中，動力照明系統(tǒng)作為關(guān)鍵的基礎(chǔ)設(shè)施之一，其能效和可靠性直接關(guān)系到地鐵車站的運營成本和乘客的出行體驗。然而，原有的地鐵車站動力照明系統(tǒng)往往存在能耗高、照明效果不理想等問題，無法滿足現(xiàn)代城市對綠色低碳、高效節(jié)能的需求[1]。

近年來，隨著智能技術(shù)的快速發(fā)展和應用，基于需求響應的地鐵車站動力照明優(yōu)化設(shè)計與施工研究，逐漸成為學術(shù)界和工程界關(guān)注的熱點。所謂需求響應是指根據(jù)實際需求和環(huán)境變化，靈活調(diào)整照明系統(tǒng)的運行模式和參數(shù)，以達到節(jié)能、環(huán)保和舒適的目標。通過引入智能控制系統(tǒng)、高效節(jié)能燈具和優(yōu)化照明設(shè)計等方法，可以顯著提高地鐵車站動力照明系統(tǒng)的能效和照明質(zhì)量，降低能耗和運維成本。

1工程概況

某地鐵線路起始于繁華的商業(yè)中心，穿越城市核心區(qū)域，最終抵達城市新區(qū)，通過地鐵網(wǎng)絡(luò)的快速集散功能，為城市新區(qū)與商業(yè)中心之間的旅客提供了高效、便捷的交通通道。該地鐵線路采用先進的全地下敷設(shè)技術(shù)，其車站均為現(xiàn)代化的地下車站。

這條地鐵線路每日供電時間長達20h以上，其動力照明系統(tǒng)用電負荷巨大，因此對動力照明系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計與施工至關(guān)重要。本文針對這一需求，對該地鐵車站的動力照明系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計與施工進行深入研究，通過科學的規(guī)劃與創(chuàng)新的設(shè)計，提升地鐵車站的能源利用效率，為乘客創(chuàng)造更加安全、舒適、節(jié)能的出行環(huán)境。

2動力照明系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計與施工關(guān)鍵技術(shù)

2.1科學選擇動力照明設(shè)備

2.1.1采用高效節(jié)能亮度適宜的燈具

鑒于地鐵車站濕度高、易滲水的獨特地下環(huán)境，對照明設(shè)備提出了嚴苛要求。為確保設(shè)備穩(wěn)定運行并延長使用壽命，決定采用高效節(jié)能且具備高防水、高防腐等級的LED燈具。與以往的熒光燈具相比，LED燈具的光效顯著提升，使用壽命大幅延長，能在潮濕環(huán)境中保持穩(wěn)定的照明效果，可有效降低長期使用的維護成本。

在燈具的具體選擇上，嚴格遵循照度標準和能效要求。例如，站廳公共區(qū)和站臺公共區(qū)的地面平均照度分別需達到 2001x 和 150lx ，以確保亮度適宜的乘車環(huán)境，同時滿足乘客候車、上下車時的照明需求。此外，將LED燈具的總諧波含量嚴格控制在 10% 以下，以保障電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。地鐵區(qū)域照度標準如表1所示。

2.1.2選用符合技術(shù)規(guī)范的燈具和配套設(shè)備

針對不同區(qū)域的需求，選用帶有接地端子的I類燈具、A型應急照明燈以及防水型照明燈具等，以符合技術(shù)規(guī)范與標準要求。在區(qū)間配電箱和維修電源箱的選擇上，同樣注重其防護等級和安全性。區(qū)間配電箱的外殼防護等級至少達到IP65，以應對地下車站復雜的環(huán)境條件。站內(nèi)配電箱選擇了防護等級不低于IP40的產(chǎn)品，為地鐵車站照明系統(tǒng)提供堅實的保障[2]。

2.2基于需求響應優(yōu)化照明系統(tǒng)布局

2.2.1優(yōu)化應急照明設(shè)備配置

基于需求響應原則，優(yōu)先考慮應急照明設(shè)備的配置，確保在緊急情況下能夠迅速提供充足的光照。通過優(yōu)化布局，減少整體應急照明設(shè)施的數(shù)量，以提升經(jīng)濟性。具體而言，對于僅在應急情況下啟用的照明點位，采用一般照明回路進行覆蓋。在日常運營中，由一般照明回路提供所需照度。而在緊急情況下，能夠迅速切換到應急照明回路，與一般照明共同確保現(xiàn)場的光照需求。在地鐵區(qū)間照明方面，充分利用軌道燈的輻射范圍，通過精細布局進一步減少應急燈的數(shù)量。應急照明回路切換示意如圖1所示。

2.2.2優(yōu)化應急照明系統(tǒng)電路

將應急照明設(shè)計成兩個獨立電路：一個常開，另一個在正常運營期間關(guān)閉，但可在緊急情況下聯(lián)動開啟。該設(shè)計既能滿足不同場景下的光照需求，又能實現(xiàn)顯著的節(jié)能效果。對于公共區(qū)照明，充分考慮配電系統(tǒng)的選擇性配合。通過合理布局，在站廳與站臺的關(guān)鍵位置分別配置配電設(shè)施及電纜通道，并采用對應的T接方式連接照明配電柜，有效減少電纜的使用量，提高配電系統(tǒng)的靈活性和可靠性[3]。

在廣告照明方面，同樣采用優(yōu)化的布局設(shè)計策略。通過實施恰當?shù)腡接連接策略，將應急電源與廣告照明系統(tǒng)相連，能確保應急照明在緊急情況下的快速啟動和可靠運行，共同提升車站的安全性和乘客的舒適度[4]。

2.3實施精細化施工管理

2.3.1精細制定和實施設(shè)計方案與施工計劃

為進一步提升地鐵車站照明系統(tǒng)的整體效能和安全性，在設(shè)計與施工過程中實施精細化施工管理。在項目規(guī)劃階段，通過精確分析地鐵車站各區(qū)域的照明需求，制定詳盡的設(shè)計方案與施工計劃。設(shè)計圖紙經(jīng)過嚴格審核，確保每一處照明設(shè)施的位置、數(shù)量及功率均貼合實際需求，并為未來可能的擴展與維護預留空間。

進入施工階段后，推行嚴格的現(xiàn)場管理制度。施工隊伍遵循設(shè)計圖紙與施工規(guī)范，通過實時監(jiān)控施工進度與質(zhì)量，靈活調(diào)整施工計劃[5]。同時，強化安全管理，保障施工人員的人身安全及施工環(huán)境的穩(wěn)定。

2.3.2精細管理材料和設(shè)備

在材料與設(shè)備管理上，實施精細化管理策略。所有照明設(shè)施與施工材料均經(jīng)過嚴格的質(zhì)量檢測，確保其符合相關(guān)標準。關(guān)鍵設(shè)備如照明配電柜、應急照明電源等，配備先進的智能監(jiān)控系統(tǒng)，實時監(jiān)測運行狀態(tài)，以便及時發(fā)現(xiàn)并處理潛在故障。

2.3.3精細敷設(shè)配管

敷設(shè)配管作為照明系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性的關(guān)鍵，采取多項精細化施工管理措施。暗管敷設(shè)時，在現(xiàn)澆混凝土層上進行精確測量與放樣，確保管道位置準確無誤，并及時固定盒子與綁扎管道，嚴格控制管道進入盒子的長度。砌體配管方面，與砌墻專業(yè)緊密協(xié)作，及時封堵管口，確保管道暢通。明管敷設(shè)嚴格按照設(shè)計要求加工管道，確保彎曲半徑達標，并根據(jù)支架類型確定裝置尺寸，依次設(shè)置支架和吊架，以保證管道的穩(wěn)定性和美觀。敷設(shè)配管的施工流程如圖2所示。

2.3.4精細安裝燈具和線路

在照明燈具的安裝作業(yè)過程中，首要步驟是清除接線盒與開關(guān)盒周圍的雜物。確保安裝區(qū)域干凈無礙后，再進行燈具的精細組裝與質(zhì)量檢測，確保燈具性能達標[6]。以獨立方式敷設(shè)吊托架，精準安裝照明燈具，并采取加固措施優(yōu)化安裝細節(jié)。

在機電安裝工程施工圖紙的指導下，精心設(shè)計開關(guān)插座接線，敷設(shè)電線電纜，安裝配電箱，確保電力穩(wěn)定傳輸。通電試運行前，進行全面檢查與測試，確保燈具和配電設(shè)備狀態(tài)良好。試運行期間，密切關(guān)注燈具運行情況，及時發(fā)現(xiàn)并解決問題。確認動力照明燈具運行無誤后，標志著整個地鐵車站動力照明工程施工的圓滿完成。

3施工技術(shù)的應用

3.1 施工準備

為確保施工過程的順利進行和最終系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，本文精心準備施工所需的主要設(shè)備。在確定了所需設(shè)備后，進行施工前的檢查和調(diào)試工作，對設(shè)備的外觀、性能、接線等進行全面檢查，確保設(shè)備完好無損、性能正常。施工所需主要設(shè)備及其參數(shù)如表2所示。

3.2施工評價指標

為精確評估地鐵車站動力照明系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計與施工后的能效表現(xiàn)，本文引入能效比作為核心評價指標。能效比是一個量化指標，綜合考慮了照明效果與系統(tǒng)能耗之間的關(guān)系，用于全面反映系統(tǒng)的能效特性。能效比的表達式如下：

式中：EER為能效比， n 為照明區(qū)域總數(shù)， L_i 為第i個照明區(qū)域平均照度 （lx） ， P_i 為第i個照明區(qū)域在工作時消耗的電能 （kW?h），T_i 為第i個照明區(qū)域?qū)嶋H照明時間（h），a為歸一化因子。通過能效比的計算，可對地鐵車站動力照明系統(tǒng)的能效表現(xiàn)進行量化評估。

3.3施工效果及分析

3.3.1 施工效果

在地鐵車站動力照明系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計與施工完成后，為了全面評估其能效表現(xiàn)，進行了詳細的能效比測量。地鐵車站動力照明系統(tǒng)優(yōu)化前后在不同時間段內(nèi)的能效比的對比情況如圖3所示。

3.3.2施工效果分析

由圖3可知，地鐵車站動力照明系統(tǒng)在優(yōu)化設(shè)計與施工后，其能效比在不同時間段均有顯著提升。特別是在 ^10h 、14h和20h的高峰時段，優(yōu)化后比優(yōu)化前的能效比有了大幅提高，分別從3.1提升至3.9、從2.8提升至3.5、從2.9提升至3.6，充分驗證了優(yōu)化措施在降低能耗和提升照明效率方面的有效性。

此外在2h、4h和8h夜間或低峰時段，盡管優(yōu)化后的能效比提升幅度相對較小，但仍維持在較高水準，顯示出優(yōu)化措施在不同負荷條件下均能保持出色的能效特性，具備更強的適應性和穩(wěn)定性。整體來看，優(yōu)化后的能效比波動范圍明顯收窄，動力照明系統(tǒng)在不同時間段的能效表現(xiàn)更為均衡，優(yōu)化了乘客出行體驗，并達到了節(jié)能減排的效果。

4結(jié)束語

本文針對地鐵車站動力照明系統(tǒng)，深入研究了基于需求響應的優(yōu)化設(shè)計與施工技術(shù)，提出了一套完整的照明系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計方案。該方案不僅注重照明效果的提升，更強調(diào)降低能耗和提高運營效率，實現(xiàn)了照明系統(tǒng)的智能化、精細化控制。在施工技術(shù)方面，詳細闡述了施工前準備、施工過程中的注意事項以及施工后的驗收與維護等主要環(huán)節(jié)，確保優(yōu)化設(shè)計方案能夠得到有效實施。施工效果驗證了該優(yōu)化設(shè)計與施工技術(shù)取得了顯著的節(jié)能效果，為未來地鐵車站照明系統(tǒng)的智能化、綠色化發(fā)展提供了重要參考。

參考文獻

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